三一筑工成功打造长沙首个智能建造示范项目

在当今快速发展的科技与经济背景下，智能建造已经成为建筑行业的重要发展方向。智能建造以其高效、精确、环保的特点，为建筑行业注入了新的活力，并将在未来发挥更加重要的作用。

2022年10月25日, 住房和城乡建设部印发《住房和城乡建设部关于公布智能建造试点城市的通知》，决定将长沙市等24个市区列为智能建造试点城市。

2023年4月，长沙市人民政府办公厅印发《关于推动智能建造与新型建筑工业化协同绿色低碳高质量发展行动方案》，明确了长沙市发展智能建造的指导思想、基本原则、重点任务。

为了响应智能建造发展的时代浪潮和国家号召，推动中国建筑业高质量发展，三一筑工一直致力于共筑智能建造新生态发展，并于2024年年初成功打造了长沙首个智能建造示范项目——云谷嘉苑项目，并完成了验收交房。

图为云谷嘉苑项目验收交房

云谷嘉苑项目总建筑面积约24万平方米，其中地下室建筑面积5.1万平方米。项目首期建筑面积7.1万平方米，包含4栋高层及2栋多层，其中4栋高层均采用SPCS装配式建造体系，且装配率高达64.4%。该项目云谷嘉苑项目鸟瞰图详见图1。

图1 云谷嘉苑项目鸟瞰图

本项目在建筑工业化应用方面，采用装配式建筑方式进行建造，其构件类型包含预制地下室空腔外墙、地下室空腔柱、地上空腔墙等，其中最重的空腔墙重量达4.53t，长度有6.6m，SPCS预制构件布置图详见图2。

图2 SPCS预制构件布置图

在高装配率的基础上，本项目按照三一筑工编制的全过程智能建造方案，全面实施智能建造全场景，包含投资与策划、规划与设计、生产与采购、施工与交付、运营与消纳五大阶段。应用筑享云平台，基于信息共享、数据驱动、业务协同、交易撮合的平台能力，实现项目全生命周期相关角色、相关要素在线协同，实时动态全局最优。接下来我们依次详细介绍智能建造场景五大阶段。

投资与策划阶段

本项目基于三一筑工自主研发的筑享云平台，邀请项目各相关方，应用SPCP/D项目计划与数据管理模块（见图3），在线协同编制项目计划，任务实时沟通，同时对项目全过程文档和数据实时进行管理，并对项目数据进行多层级看板分析，动态反馈，实时预警，助力项目全生命周期投资决策、平台策划。

图3 筑享云SPCP/D项目计划与数据管理模块

规划与设计阶段

本项目基于筑享云平台，依次按照平台线上计划驱动、项目线下本地设计、设计数据平台交换、设计成果动态评审的方式进行定制设计和全程仿真。

在技术体系选型上，本项目采用SPCS技术路线，即“空腔墙柱+等效异构+工模夹具+面内作业”。

其中空腔墙柱是指采用SPCS空腔墙或SPCS空腔柱，减少现场绑钢筋、支模板等工作量。空腔墙柱的构件形式详见图4。

（a）空腔墙 

（b）空墙柱

图4  空腔墙柱示意图

等效异构是指采用受力性能等同现浇结构的连接方式进行结构组合，保证结构整体安全。连接方式详见图5。

（a）空腔墙

（b）空墙柱

图5  等效异构示意图

工模夹具是指采用与SPCS结构技术配套的工模技术体系。

面内作业是指采用SPCS预制外墙，匹配相应安全措施，可免去外脚手架搭设，实现安全高效施工。其中工模技术和面内作业相关技术措施详见图6。

图6  工模夹具与面内作业技术

在技术路线的基础上，本项目综合应用预制梁、端部暗柱一体化、保温装饰一体、飘窗装配、构件内框工厂封堵、定型模具浇节点、墙板减重、地下室板预制、地下室梁预制、地下室柱预制、地下室外墙预制等一系列创新成果（见图7），规避了套筒灌浆实心墙体系对中难、灌浆难、检测难、防水难等一系列痛点问题，实现了大众化建筑“结构安全好快省”的目标。

图7  SPCS技术体系创新成果

在设计工具方面，采用P/N/R+SPCS等正向BIM设计软件，解决行业BIM设计协同难、设计质量差、设计效率低等痛点，实现自动拆分、智能深化、一键图表等多项功能，让建筑设计更好更快更轻松，设计效率较传统深化设计软件提升40%以上。同时正向设计软件一键输出的模型数据可驱动灯塔工厂智能装备，实现PC构件智能化生产，进一步实现设计驱动全场景，详见图8。

图8 设计软件驱动全场景

生产阶段

三一筑工自主研发的SPCI工业软件智能解析BIM设计数据，拉动筑享云平台的计划数据，完成自动拼模，并形成以模台为单位的生产任务，按照工艺路径数据驱动拆布模机器人、划线涂油一体机和视觉质检、智能布料、翻转合模、堆养等装备，实时联动智能钢筋、智能搅拌站，实现各类钢筋与混凝土的协同自动化生产，满足装配式部品部件JIT生产，模台利用率和产量较传统PC生产线提升50%，整线用工人数降低60%，生产节拍8-10min。（见图9）。

图9  SPCI驱动智能化设备，实现智能化生产

在构件管理方面，工厂利用PCM构件管理系统，基于一件一码的构件清单，根据施工现场要货需求，倒排生产计划、运输计划，对项目订单、构件生产、库存、发运进行全过程的管理和跟踪，使构件生产过程可控，交付进展可视，并确保生产与施工进度的精确衔接，实现计划驱动。PCM一件一码管控流程详见图10。

图10  PCM构件管理系统管控流程

此外，三一筑工自主研发的数字工厂驾驶舱，可锁定“人机料法环”要素指标和QCDS成效指标，做到工厂生产运营“一屏掌控天下”，详见图11。

图11  数字工厂驾驶舱

施工与交付阶段

PC构件到场后，现场施工人员通过PCM施工端扫码验收（详见图12）。验收通过后，技术人员运用PCM施工端，扫码吊装。平台自动记录吊装状态，并关联至BIM模型，直观展示构件安装情况。

图 12  PCM施工端扫码验收

在装配式施工阶段，本项目在地下室阶段采用了地下室空腔外墙（详见图13），实现了高效安装和防水，同时采用空腔柱（详见图14），大幅减少绑钢筋、支模版、搭脚手架，地下施工速度整体提速50%以上。

图13 地下SPCS空腔外墙应用

图14 地下SPCS空腔柱应用

在地上结构阶段，本项目应用SPCS空腔墙（详见图15），再配合工模夹具和面内作业，在大幅减少绑钢筋、支模版、搭脚手架的基础上，进一步提高工效和施工安全性。构件空腔内浇筑同质混凝土并振捣，形成连续整体，等同现浇，结构安全不漏水。整个施工过程，可减少现场作业人员40%以上，并实现4-5天一层施工速度。

图15 地上SPCS空腔墙应用

在工程机械应用方面，本项目采用全球建机三强三一集团旗下多款智能化电动化工程机械系列，包括土石方机械系列、路面机械系列、混凝土机械系列、桩工机械系列、起重机械系列、三一重卡系列等（详见图16），实现了低碳化、少人化施工。目前三一集团电动化工程机械达30多款，在行业内率先全面打通“单机智能化-机群智能化-智慧施工”技术路径，低碳化、智能化创新成果不断，市场地位遥遥领先。

图16 三一多款智能化电动化工程机械系列

在装配式施工的基础上，本项目还采用多种智能机器人参与到施工及检测环节，助力现场高效施工、合理施工，其中包括的机器人类型有：四轮激光地面整平机、地面抹平机、建筑测量机器人、外骨骼机器人、BIM放样机器人、三维激光扫描仪等。

此外，三一筑工独立研发的数字工地驾驶舱，同样可以锁定“人机料法环”要素指标和QCDS成效指标，做到项目施工运营“一屏掌控天下”，详见图17。

图17  数字工地驾驶舱

当项目竣工交付后，筑享云平台可以实现BIM孪生交付，进而为智能家居、智慧社区提供后续数字运营支持。

云谷嘉苑项目充分利用筑享云平台，全面打造了智能建造全场景，树立起长沙智能建造示范项目新标杆。

我们相信，智能制造的今天就是智能建造的明天，智能建造的发展趋势已经明确。

三一筑工也将继续不断创新进取，为建筑行业智能建造发展贡献出更好的三一方案、更多的三一智慧和更强的三一力量，与合作伙伴携手并进，为全力实现“共筑智能建造新生态”这一宏伟目标而不懈奋斗！

来源：把建筑工业化